基于ARM的換熱站數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著城市建設和經濟的飛速發(fā)展，節(jié)能與環(huán)保已成為未來發(fā)展永恒的主題，集中供熱亦為城市供熱發(fā)展的大勢所趨。操作管理水平和能源利用率低下，以及污染、浪費嚴重已成為我國集中供熱事業(yè)發(fā)展的瓶頸。
　　如何使供熱系統(tǒng)處于一個穩(wěn)定、高效的運行狀態(tài)，成為供熱控制系統(tǒng)所必須解決的問題，其中一個重要的措施就是通過提高現(xiàn)有能耗設備的操作運行水平，在不增加更新設備投資的前提下，以實現(xiàn)最大限度的節(jié)能增效。本文基于集中供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀，結合其中樞機構——換熱站，

2、運行的特點，對集中供熱系統(tǒng)自動化監(jiān)控技術的實現(xiàn)、熱源的合理利用及穩(wěn)定而高效的供熱進行分析，試圖為達到合理分配熱源、優(yōu)化供熱效果、充分發(fā)揮集中供熱系統(tǒng)的性能，提高集中供熱的供熱效率，降低一次能源消耗提供可靠保證。
　　本文首先介紹了供熱系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、換熱站工作原理及其存在的問題。在對水、熱力工況及其對系統(tǒng)影響的分析基礎上，建立了換熱站運行參數(shù)控制模型，為模擬熱網運行和理想工況下參數(shù)的獲取以及熱網調節(jié)提供了依據(jù)。同時，提出了基于自動

3、控制理論思想和方法的換熱站控制系統(tǒng)優(yōu)化方案。
　　針對換熱站控制系統(tǒng)中，被控對象具有不確定性、非線性、變參數(shù)等特性，經典PID控制難以滿足控制要求。本文提出了基于模糊PID的換熱站運行參數(shù)控制方法。仿真結果表明，該方案明顯優(yōu)于經典 PID控制，具有超調量小、調節(jié)時間短、穩(wěn)定性好、適應性強等特點，有利于增強換熱站控制系統(tǒng)的魯棒性及提高控制精度。
　　為了在不增加更新設備投資前提下，實現(xiàn)集中供熱系統(tǒng)最大限度的節(jié)能，本文設計了基于

4、微處理器 F040的換熱站數(shù)據(jù)采集與控制模塊。該模塊具有功能完善、可靠性高、功耗低、體積小等特點，為供熱系統(tǒng)提供了一種新型現(xiàn)代化監(jiān)控器，對于保證安全生產、提高換熱站運行效率及自動化水平有著重要意義和廣闊的應用前景。
　　最后，針對目前換熱站運行多憑人工經驗操作，管理水平和運營效率較低的缺點，本文基于 ARM一體機設計了一套嵌入式人機交互平臺，為換熱站的運行和管理提供了良好的人機界面，從而實現(xiàn)了換熱站管理、調度、系統(tǒng)仿真的集成化，為